济南ICB生物力学.ppt

解放军第四五四医院,瑞海博康复中心,王晓青,ICB,矫形鞋垫,临床,康复应用,第一部分：,足踝生物力学异常原因,重力的垂直力作用在足弓的顶部，使得与地面接触的前,足,和后足承受压力。,这个拱用来减轻和吸收由负重活动所产生的力。,足的骨骼和关节结合起来形成很多的拱形。其中最重要的是,内侧纵弓,。,它的功能是锁定结构并提供一个传递由负载产生的垂直力的稳定的途径。,如果这个结构不稳定，那么起连接作用的结构也会变得不稳定，尤其是当它承受负载的时候。,扁平足（过度旋前）,多数情况下，由于后足过度旋前导致内侧纵弓缺失，引起婴幼儿扁平足,这类扁平足并不正常，应视为先天生物力学缺陷，并不会随生长而解决,这一情况现在被视为成人下肢姿势不良的最基本原因之一。,10,自矫形疗法受到关注以来，距下关节可以说是下肢最重要的关节了。,它的活动在足部的三平面上同时发生。我们称之为三平面运动。它允许足部在步态周期根据需要旋前、旋后,因其相对于足部其它部分及小腿，距下关节的实际运动在足部功能中起重要作用。,步态周期中距下关节错位可导致足部和小腿在整个活动过程中错位。,平均斜轴方向为矢平面,42,o,（,4,变化）,。,如大于42,o,=高足弓,如小于42,o,=低足弓,外展,背屈,外翻,内收,跖屈,内翻,协调三平面的运动被称为,旋前,和,旋后。,两种运动贯穿于负重活动始终。,旋前,足,部外展、背屈和外翻,旋后,足部内收，跖屈和内翻,中间的,既不是旋前也不是旋后,旋前,和,旋后,都会对足的结构造成影响,正常：,站立时,，横向和垂直的距离相等,旋前：,距骨头部内翻和跖屈,，降低了拱面,使足部变宽变长,旋后：,距骨头部外翻和背曲,，提高了拱面,使足部变窄变短,T.D,V.D,T.D,V.D.,足部变长,没有拱面,旋前,足部变短,增加拱面,旋后,足部旋前,足部中立,足部因矫形鞋垫的作用而处于中立位,足部因接触较软表面而处于中立位,为什么会旋前？,旋前是正常的，用于帮助减弱并消耗行走的力。,过度旋前则并非正常，这是距下关节负荷过度的结果，导致其旋前值多于正常减震所需的量。这一情况的发生是因为足部所接触的地面不能适应足部形状。,旋前在负重活动中也会影响胫骨和腓骨的结构。旋前的,1,度,=,胫骨内旋的,1,度；胫骨内旋导致胫骨和腓骨内部旋转，而这反过来又会导致膝关节对应的变化,。,Ref:Tiberio,1987;Michaud,1997,旋前的,1,O,=,胫骨内旋的,1,O,值得考虑的问题：,生物力学,功能,结构,结构,-,生物力学,-,功能的相互关系,足部及下肢结构功能异常引致的问题 常未被引起足够的重视！,力的确定性,承重活动是写入了我们,DNA,里面的。,从出生到死亡，承重活动是健康生活所必需。,它影响我们的身体、环境和我们的生活方式。,与其它哺乳动物不同，新生儿出生时不能行走，儿童的生长发育是与重力的对抗。,我们通常会忽略产生这些的重力和地面反作用力这两种相反的力。,重力（力）,50%,80%,100%,所承担的身体重量的百分比,重力是一种使我们保持在地面的持续的力,地面反作用力是我们对抗重力时产生的力，是动力的来源,。,重量,=,质量,X,重力,22,负荷,负荷是施加在物体上的力。,机械负荷分为三类。,这在工程中是重要的考量。,在生物力学中同样重要。,空载,拉伸,压迫,剪切,因身体的肌肉骨骼系统在承重过程中受同样的负荷。,该负荷对骨骼、肌肉、肌腱和筋膜产生同样的内力,。,空载,拉伸,肌腱,韧带 和 肌肉,压迫,骨骼和,关节软骨,剪切,-,弯曲 肌腱、,韧带,和肌肉,剪切,-,摩擦 骨骼和关节软骨,剪切,-,扭转 骨骼和韧带,多种负荷 骨骼、肌腱、韧带,23,行走看似简单行为,这三个人体系统中任何一个的损伤都会导致正常的生长发育出现并发症。,骨骼,肌肉,中枢神经系统,步态,（行走）,身体的本受感觉系统接收来自身体和外界的反馈，并据此协调身体活动。,骨骼承载肌肉及组织，用于支撑承重活动。,肌肉、筋膜和其它相连组织允许骨骼协调活动,24,重要性,这三种身体系统中任何一种受损都会引起步态期间相互作用的混乱。,还会产生步态期间的功能改变。,骨骼,肌肉,中枢神经系统,步态,脑瘫儿童,25,众多的情况会,：,影响中枢神经系统、肌肉系统及骨骼系统,干扰正常的生长发育，影响下肢生物力学功能,29,膝关节,受力线,外侧力,内侧力,膝关节功能为屈曲及少量旋转。（2,至3,）。,这少量的旋转允许膝关节：,过度伸展时锁定关节（足跟触地及站立中期需要）,屈曲时解锁（站立中期至蹬离期需要）,胫骨过度内旋伴有过度旋前，这对膝关节及其周围的肌肉和组织增加了压力和紧张,。,内、外侧旋转轴,屈伸旋转轴,内收、外展旋转轴,30,过度旋前及过度胫骨旋转,迫使膝关节内向靠近足部,导致膝及髋关节产生额外屈曲,过度旋前引起的胫骨过度内旋使腿部产生额外的代偿,这些步态代偿会影响肌肉骨骼发育,对骨骼系统产生持续、永久的改变,伴随儿童的成长进入成年,胫骨扭转,年龄,胫骨扭转,0 2,岁,0to 2,2 4岁,2to 4,4 5,岁,4to 8,5 6,岁,8to 13,6,岁以上,13to 18,胫骨扭转是一种胫骨扭曲的骨的情况，可由创伤、发育或遗传引起。,胫骨扭转（扭曲）并不反常，但超过可接受范围的任何方向的扭转可引发上身软组织代偿。,可接受的胫骨扭转范围会随着发育而变化，仅供参考。,对,16,岁以下的女性患者及,18,岁以下的男性患者来说，胫骨过度扭转可通过使用步态板矫形鞋垫来控制。,超过这个年龄的患者，扭转意味着代偿性软组织紧张。,33,胫骨扭转及胫骨旋转：,促使软组织代偿以维持功能,这会对骨盆及脊柱位置产生重大影响，并导致骨骼错位及肌肉功能障碍。,矫正后的,软组织位置,外八字患者,腰肌及内收肌代偿机制,会导致腰椎前凸,Iliacus,Adductor Brevis,Psoas,Pectineus,Adductor Lonus,髂肌,短收肌,腰肌,耻骨肌,长收肌,臀肌、梨状肌、髂胫束及外展肌,代偿机制 会导致 骨盆后倾,矫正后的,软组织位置,内八字患者,Gluteal Minimus,Piriformis,ITB,Gluteal medius,Gluteal maximus,臀小肌,梨状肌,髂胫束,臀中肌,臀大肌,使用矫形鞋垫：,保持距下关节中立位可以,限制过度旋前及伴随的胫骨内转,校直骨骼,这点对正常的生长发育非常重要,（,儿童）,髋及背部,在步态（或任何承重活动）中，足腿、髋及背部的所有肌肉群共同协助以提供平衡的运动。,下肢不等长持续影响髋及背部在活动中保持平衡的能力，导致校准及功能的损失。,下肢不等长和,过度旋前会导致骨盆倾斜、扭曲或旋转，继而引起髋、骶髂关节、背及胸椎等的结构问题。,双下肢不等长有如下两种情况：,结构性,因创伤及遗传引起的骨结构实际缩短,功能性,如过度旋前或软组织损伤导致的力学改变,影响足部功能的其它因素,前足,静态站立时前足会给身体的其它部位提供平衡,不同的前足状况会影响运动和站立姿势,这会导致局部和运动链的疼痛和创伤,Forefoot Varus,(FFT VR),Forefoot Valgus,(FFT VL),Plantarflexed 1,st,Ray,Pfx,Dorsiflexed 1,st,Ray,Dfx,2-5 Varus,解决问题的关键,：,足部生物力学的矫正,足部矫形,：,矫正足部异常以弥补由不良的足部功能造成的缺陷或残疾的康复辅助具,足部矫形,目的,：,将病人的脚保持在最佳的位置,最佳的位置,：,指克服不良的生物力学或损伤导致的脚和下肢的功能限制,46,康复医学主要关注损伤后的功能恢复：,有些情况下功能可以得到恢复,但有些情况则不能恢复或不能完全恢复,骨骼,肌肉,中枢神经系统,步态,ICB,评估体系（,NAS,）为我们提供了一个评估生物力学功能障碍对步态的影响的方法。,治疗方法包括使用矫形鞋垫恢复步态并校直身体。,在评估和治疗过程中使用,NA,S,体系，可以加强康复成果。,足部矫形鞋垫使用目标：,.,功能的辅助,.,影响人体结构,提供支撑基础,任何位置，特别是站立及行走时的稳定需要控制足部及下肢。,过度旋前使足部错位，失去稳定性，导致支撑基础失衡。,使用足部矫形鞋垫限制过度旋前，并且使足部保持正确位置，为下肢其它部分提供了稳定的支撑基础。,矫正或防止畸形,由肌肉、软组织及骨骼系统异常引起的足部及下肢固定畸形可以通过矫形鞋垫得到矫正及支撑。,由重力（过度旋前）或肌肉失衡引起的关节活动过度畸形也可以通过使用矫形鞋垫矫正并保持。,改善步态功效,康复的重要目标之一,:,实现直立行动及步态功效,有效步态的特点有：,站立中期小腿的稳定性,摆动期足部完全离地,通过减少移位而保存能量,实现适当的步幅,摆动期结束时肢体的正确定位,矫形鞋垫操纵作用于人体的力,帮助实现这些步态的先决条件,ICB,矫形鞋垫适应范围？,足弓部异常：扁平、高弓、畸形弓,足踝部异常：内翻、外翻、旋前、旋后,足部疼痛：足跟、足底、外侧、前足,双下肢不等长、骨盆倾斜、旋转,某些,“,难治,”,的慢性膝痛、腰腿痛,异常步态：,脑卒中，脑外伤，脑瘫，脊髓损伤，周围神经损害等,应用相当广泛,ICB,矫形鞋垫,康复,临床应用,脑卒中、脑外伤偏瘫步态异常,小儿脑瘫步态异常，步行不稳,外伤骨折后肢体结构异常等,社区慢性腰腿痛、足部疼痛等,12,3,4,第二部分,：,ICB,评估系统,Najjarine Assessment System(NAS),NAS,技术,NAS,技术获得的测量数据，常描述为阳性,(+),或阴性,(,),需要如下的测量数据,:,MP(,胫骨扭转,),Hip Rom(,内侧和外侧,),Forefoot(,前足）,Leg Length,（腿长）,RCSP,立姿跟骨休息位,NCSP,立姿跟骨中立位,阳性,(+ve),阴性,(-ve),内翻,外翻,旋后,旋前,外部胫骨扭转,内部胫骨扭转,前足内翻,前足外翻,后足内翻,后足外翻,步骤一,:,踝关节的位置,(,胫骨扭转,),此例胫骨扭转的幅度：,右,+22,、左,-5使用步态板矫形器时，紧密关注其矫正后的变化非常重要。,注意,:,步态板矫形器不适用于成人。,成人我们必须要解决由此产生的软组织补偿。,胫骨扭转,胫骨扭转是在膝在正常位置时（延长和触诊使得股骨髁与治疗板凳平行）,通过内侧和外踝顶点平分测量的。,重力测角器是用来找踝骨中点的,严格地说，髋关节活动并不是矫正所必须要做的，但它可以帮助确认补偿性肌肉紧张。,髋关节活动范围的平均值是内转,45,和外转,45,。,(Root,Biomechanical Examination of the Lower Limb,Volume 1,1971),RoM,的变化表明,ITB,、梨状肌、臀肌和内收肌的紧张，这是胫骨扭转的补偿机制。,步骤二：髋关节活动,前足的评估,：,确定前足骨或软组织的条件,矫形器调整取决于解剖条件,Forefoot Varus,(FFT Varus),Forefoot Valgus,(FFT Valgus),Plantarflexed 1,st,Ray,Pfx,Dorsiflexed 1,st,Ray,Dfx,步骤三：测量前足,双下肢不等长,：,长腿膝关节弯曲,长腿膝反张,.,单侧膝外翻,单侧长腿旋前,结构性短肢,的单侧旋后,步骤四,:,腿的长度,步骤五,&,六,:RCSP,和,NCSP,ICB,矫形器,（,2/3,的长度、完整长度和服装风格）的后足部有固有,5,角度，,矫形目的是限制过度的旋前,较小的旋前角度,(,大约,4,),可以吸收冲击力。,RCSP,和,NCSP,后标线用来量测旋前的范围,胫骨和脚后跟之间靠下三分之一段等分线,目的是为了获取旋前的范围,NCSP+RCSP =RoP(,旋前的范围,),RCSP,和,NCSP,测量,RCSP,和,NCSP,时，需要确定旋前范围。,RCSP+NCSP=RoP(,旋前范围,),这个测量很重要，因为它会显示是否为严重外翻和所需要的矫形控制。,矫形鞋垫处方：,左背疼痛,靠近,SI,关节,可能由长肢挤压,SI,关节引起,左髋疼痛,长肢挤压髋关节,(,球窝关节,),较紧的髋关节外转子也会导致股骨头和外侧髋臼的横向穿。,左内侧膝盖疼痛,长肢可能会导致单侧膝外翻，从而导致屈曲。当与髋关节外旋和内部胫骨旋转结合起来时，膝关节会承受由单边磨损和撕裂引起的旋转应力。,左内侧脚跟疼痛,很可能是与旋前（旋前降低了足弓、伸长了脚，并拉伸了跖腱膜）,右足跖球疼痛,根据临床上的步态分析可以确定病人是右前足着地,既然前脚没有畸形，那么步态改变最可能的原因是病人的右肢较短。跖骨头上的接触力的增加是跖骨痛和莫顿神经瘤的最常见原因之一,第三部分,：,病例分析,